黄永成
（广东松下环境系统有限公司 广东省佛山市 528306）
摘要：经济的发展提高了人们对生活质量的重视，建筑内的空气质量逐渐成为建筑用户关注的重点，新风机在建筑中的应用越来越广泛。基于此，本文从新型住宅新风机运行工艺的不足入手，对新风机内循环工艺进行优化设计，并应用优化设计后的新风机进行试验，试验结果表明优化新风机的性能更优异。
关键词：新型住宅；风机；循环工艺
前言：
新风机主要是指新型通风净化装置，可以有效去除室内空气中的污染物，并向室内输送新鲜的室外空气，在很大程度上提升了建筑的用户体验，避免建筑交叉污染的出现。但是在实际的新风机应用中，这类新风机会产生较大的能耗，降低了建筑的环保性能。因此，对于新风机内循环工艺的优化设计是很有必要的。
1.新型住宅新风机运行工艺的不足分析
雾霾的出现加剧了我国的空气污染问题，和室外空气类似的是，室内空气也存在一定的不足。建筑行业的发展使建筑越来越密集，建筑室内空气质量受到了人们的广泛关注。很多建筑用户在室内应用新风设备或者空气净化器，改善室内的空气质量，营造更为舒适的室内环境。新风机主要通过室内外空气循环的方式，实现室内空气的净化。在夏季高温天气中，新风机会将室外温度较高的气体送入室内，室内温度较低的气体送到室外，这在一定程度上提升了室内的温度，空调系统能耗随之增加；在冬季寒冷天气中，新风机会将室外温度较低的气体送到室内，室内温度较高的气体送到室外，这在一定程度上降低的室内的温度，采暖系统能耗随之增加。通过上述分析可知，新风机运行工艺存在不足，需要设计人员进行优化，在新风机中应用内循环工艺，在发挥新风机改善空气质量性能的基础上，降低新风机造成的能耗，实现建筑节能减排的目标[1]。
2.新型住宅新风机内循环工艺优化设计
2.1新型住宅新风机内循环工艺参数优化设计
针对传统新型住宅新风机运行工艺的不足，笔者设计一种通过双阀门控制的内循环工艺，应用数学模型模拟该内循环工艺的各项参数，明确各项参数对回风量的影响，以此设定最佳的内循环工艺参数，在保障新风机改善空气质量性能的同时，降低新风机造成的能耗。
2.1.1新风机内循环工艺参数的模拟
笔者设计的双阀门控制内循环新风机包括轴流风机、褶型过滤器、通风通道、回风阀门和排风阀门等部分，风机的高度为407.5mm；排风通道的宽度是167.6mm；送风通道的宽度是189mm。具体的新风机结构如图1所示：
图1 新风机内部结构示意图
为了保障数据模拟的准确性，本文选择标准k-模型进行气体流动量的计算。具体的内循环参数模拟如下：
第一，回风阀位置的模拟，为了明确回风阀位置对新风机内循环性能的影响，笔者共对比回风阀高度为40mm、80mm、120mm、160m和200mm这五种工况。在模拟过程中，新风机的送风量设定为160m3/h，排放量设定为112m3/h（为送风量的70%）；选择褶型过滤器的过滤介质，将其介质穿透率参数设定为6.5×10-5。分别计算不同回风阀高度下的回风状况，明确最佳性能下的回风阀位置。
第二，阀门开度的模拟，阀门的尺寸由新风机的结构大小决定。本文设计新风机的排风阀门的半开尺寸为158mm×45mm；全开尺寸为158mm×90mm。回风阀门的1/3开度尺寸为160mm×30mm；2/3开度尺寸为160mm×60mm；3/3开度尺寸为160mm×90mm。在明确回风阀最佳位置的基础上，明确排风阀门及回风阀门开度对回风量的影响，明确最佳的排风阀门及回风阀门开度。在模拟计算中，其余参数的数值设定与回风阀位置模拟的数值相同。
第三，送风量的模拟，在明确最佳回风阀位置和阀门开度的基础上，分析不同送风量下的回风量，明确回风量最大的送风量参数。笔者共对比四种工况下的回风量。（1）送风量设定为70m3/h，则排风量为49m3/h；（2）送风量设定为100m3/h，则排风量为70m3/h；送风量设定为130m3/h，则排风量为91m3/h；送风量设定为160m3/h，则排风量为112m3/h。
2.1.2新风机内循环工艺参数的分析
第一，回风阀位置的影响分析，观察模拟数据统计结果可知，回风阀高度与回风量呈正相关关系，回风阀高度的增加，会加大新风机的回风量。回风阀的最高高度为200mm，此时的回风量为87.3m3/h。但是在回风阀高度为200mm时，新风不仅会通过新风通道，还会进入回风通道内，影响回风阀的稳定运行。因此，本文选择160mm的高度为最佳的回风阀位置。
第二，阀门开度的影响分析，观察模拟数据统计结果可知，在回风阀安装高度为160mm时，排风阀半开、回风阀全开的情况下，回风量最大，为82.33m3/h。因此，本文选择排风阀半开、回风阀全开作为最佳阀门开度。
第三，送风量的影响分析，观察模拟数据统计结果可知，回风量与送风量、排风量呈正相关关系，送风量越大，回风量就越大。因此，本文选择送风量为160m3/h、排风量为112m3/h的参数为最佳送风量参数。
2.2新型住宅新风机内循环工艺的应用效果
为了明确本文设计新风机内循环工艺的优势，笔者将上述模拟获得的最佳工艺参数用于实践中，开展测试试验，选择室内环境质量综合检测仪作为监测仪器，对风口风量和平均风速进行检测。试验结果显示，模拟获得的回风阀位置参数、阀门开度及送风量参数与实际相差无几。在实际的新风机设计应用中，由于回风阀处于全开状态，制造企业可以将双阀门控制转变为单阀门控制方式，仅设置一个回风阀，保障排放通道的畅通，节约制作成本。另外，制造企业可以在新风机的入口位置设置传感器，实时采集室内空气的温湿度、二氧化碳浓度以及PM2.5浓度，根据室内实际空气状况，调节新风机的各项参数，在保障送风量的同时，减少设备运行能耗。
与此同时，本文对新风机进行了能耗测试，以北方城市的冬季作为试验环境，对新风机和传统风机的能耗进行对比。试验环境中的室外温度为-20℃，温湿度为53%；室内温度为20℃，温湿度为42%。根据标准计算公式，新风机的热负荷为1.04kW；传统风机的热负荷为2.29kW。由此可以看出，应用内循环工艺的新风机可以节约近55%的能耗，具有显著的节能作用，可以在新型住宅中推广应用[2]。
结论：
综上所述，新型住宅新风机的内循环工艺存在能耗较高问题，设计人员需要进行优化设计。通过本文的分析可知，设计人员可以采用单阀门控制新风机的内循环系统，合理设置内循环的回风阀位置、送风量及阀门开度等参数，保障新风机改善空气质量作用的发挥，降低空气净化设备产生的能耗，促进新型住宅的可持续发展。
参考文献：
[1]程凯文. 住宅建筑新风处理方案及其优化设计[D].安徽工业大学，2017.
[2]王环宇，霍鑫博.健康住宅的新风系统节能设计[J].住宅与房地产，2016（21）：46.
论文作者:黄永成
论文发表刊物:《河南电力》2018年19期
论文发表时间:2019/4/12
标签：风机论文; 回风论文; 阀门论文; 工艺论文; 参数论文; 住宅论文; 室内论文; 《河南电力》2018年19期论文;